無遮擋航拍四旋翼飛行器結構設計與仿真研究.pdf

1、四旋翼飛行器由于其結構簡單、重量輕、體積小等諸多優(yōu)點，被廣泛應用在航拍領域。然而，傳統(tǒng)四旋翼飛行器由于結構布局的局限性，常出現(xiàn)“鏡頭遮蔽”現(xiàn)象，難以滿足要求較高的航拍任務。因此，對無遮擋航拍四旋翼飛行器的研究顯得尤為迫切。
　　本文以四旋翼飛行器為研究對象并針對其在航拍領域普遍存在的“鏡頭遮蔽”現(xiàn)象，對四旋翼飛行器進行設計和改良。首先根據(jù)四旋翼飛行器實現(xiàn)的功能以及飛行器結構設計的相關知識對所設計的四旋翼飛行器初始參數(shù)進行計算，得出

2、相應的起飛重量和推重比。且通過對傳統(tǒng)布局的分析，得到兩種新型布局有利于實現(xiàn)無遮擋航拍，并對這兩種布局方案進行分析比較，確定了異型結構布局（視野角度大于180度）應用于航拍領域的巨大優(yōu)勢。其次，應用Auto-CAD、Pro/E軟件對此種結構布局的四旋翼飛行器進行初步建模，并利用Workbench軟件對初始模型通過參數(shù)預選、計算、結構設計等步驟進行改良設計。通過將中心板替換成中心管，板材鏤空等方式，實現(xiàn)結構的加強及其輕量化設計。最后，利用有

3、限元軟件對模型的振動及力學特性進行建模仿真研究。對模型進行模態(tài)分析，得到模型的固有頻率和陣型，將計算的激振頻率與所得固有頻率比較，得出激振頻率在共振頻率范圍之外;對模型進行力學分析，進行安全裕度校核，得出其安全裕度大于零，結構可靠。同時，為了解決航拍飛行器便于攜帶的特殊需求，文中對四旋翼飛行器進行了橫向折疊設計，相比于常用的的傘式折疊，其攜帶體積顯著降低。
　　最終，對所設計的四旋翼飛行器進行樣機構建和試飛并與其它航拍無人機比較，